В связи с выходными решил ещё раз поднять тему о вовлечении воды в классический топливный цикл сжигания углеводородов в атмосфере воздуха.
Тема "сжигания" воды кем только не муссировалась, но всё происходило на таком колхозном уровне, что разобраться в ситуации решительно невозможно.
Натолкнула на это статья на АШ (https://aftershock.news/?q=node/679538) и написание на неё комментария.
В общем сначала мне идея показалась (как и многим) глупой, однако когда начал изучать материал, натолкнулся на то что химикам давно известен процесс автотермического разложения (в частности метана, но применимо к любым углеводородам) с участием воды.
При этом количество энергии и равновесие реакции получаемой при процессе можно регулировать, - или получать больше химпродукта, (чем химики всего мира и были заняты) либо получая больше энергии, сжигая весь полученный синтез-газ в той же самой установке
Хотелось бы услышать мнение камрадов обладающих хорошими знаниями химии (и желательно практическими навыками) насколько возможно вовлечение воды такой топливный цикл?
Что для этого требуется?
При каких температурах и давлениях должен идти процесс?
Какие углеводороды перспективны в большей степени (газ, жидкость?)
Требуется ли катализаторы и какие?
Теперь касательно того как я понял принцип действия агрегата, достоинства, недостатки и особенности. (То есть те кто в курсе, пожалуйста поправьте и дополните мои соображения.)
В кратце суть процесса (НЯП) такова:
на первой стадии жгем углеводород с недостатком воздуха и получаем энергию, угарный газ и пары воды (синтез-газ). (Энергии получаем много, почти полную энергию сжигания топлива.)
На второй стадии, во втором реакторе, расходуем ЧАСТЬ этой энергии для получения из углеводорода и воды собственно водорода и опять таки угарного газа. (Тратим примерно треть-половину от того что получили в первой части установки)
Классические установки на этом и останавливались, так как у химиков задача- получить вещества для хим синтеза.
Ну а наш армянин добавил третью стадию:, полученный в первой и второй стадии смесь синтез-газа и паров воды он дожигает кислородом воздуха, получает энергию, и опять таки разогретые пары воды, которые он направляет в первую ступень реактора.
У армянина и реактор трехступенчатый.
То есть никакого нарушения законов сохранения вроде бы не имеется. Действительно создаются условия при которых в создании энергии используется и топливо и вода.
Основная трудность создания и эксплуатации такой установки это:
1. Подбор катализатора. Не факт что без него процесс получится как задумано. (Плюсом то что глубокие спецы отлично знают эту тему)
2. Ну собственно из школы помню что процесс разложения углей требует давлений в пределах 20-30 атм. Что при температуре около 1000 град накладывает нехилые требования к материалам реактора и безопасности. (Плюсом то что можно и без давления, но придется подолбаться)
3. Сам процесс НЯП, весьма чувствителен к соотношениию компонентов топливо/вода/воздух.
В общем заслуга армянина в том, что он сумел собрать все это в довольно компактной и простой в управлении установке.
Теперь собственно к самой сути процесса.
1. Без топлива установка не работает.
2. Установка будет иметь тепловую инерционность.
3. Пуск в холодное время года превращается в нетривиальную задачу, а продемонстрированная установка к этому совершенно не приспособлена. (Экспериментальная)
4. Управление и эксплуатация таких установок нетривиально.
5. Соотношение топлива/вода на которое можно рассчитывать от 1/10 до 1/3 в зависимости от требуемой чистоты выхлопа и требуемого КПД и качества самого топлива. Чем выше требования, - тем меньше соотношение. К чему это приведет? - к тому что такая установка выгодна там где нет никаких требований по экологии, и где есть много дармового топлива (отработка), за утилизацию которого ещё и денег можно срубить.
То есть как раз ситуация которая и сложилась у армянина на его основном производстве.
Выгодна ли такая установка для стороннего потребителя, который будет покупать то или иное топливо по рыночной цене? Окупит ли экономия трудности эксплуатации? Этот вопрос нетривиален и в каждом конкретном случае ответ окажется разный.
Без качественной автоматизации, малограмотному обывателю такую установку не осилить, а автоматизация требует сертифицированного топлива, что сводит на нет всю затею с бросовой отработкой....
Собственно установки такого типа и не получили повсеместного распространения именно в силу своей специфической ниши применения.
Прошу специалистов высказаться и по товарищески поправить меня во всех моментах в которых я ошибаюсь. Приветствуетсяне только товарищеская критика, но и конструктивные предложения.
Граждан которые будут забивать общение мусором, буду сворачивать, а особо злостных.... Ну сами должны понимать, не маленькиие...
Комментарии
Имеется в виду каталитичское извлечение водорода?
Вы с устройством ознакомились?
Так устройство про расщепление воды, а Вы про расщепление углеводородов, насколько я понял. Само устройство живо напомнило схему низковысотного форсирования двигателей MW-50, хотя, наверное, детали отличаются.
Кстати да впрыск воды применяют и для форсажа на В-52.
Но это конечно паллиатив, а здесь мы имеем специализированную конструкцию
Это бред на уровне 5 классника (ссылка). Откуда можно извлечь энергию, если для развала воды нужно больше (с учётом КПД), чем на выхлопе? Вечные двигатели не рассматриваются Парижской Академией наук с 18 века.
Вода это оксид. Какое тут может быть сжигание? Молекула устойчива как пирамида, пойди разрушь ее меньшей энергией, чем дает окисление водорода.
Из использования воды в топливном цикле на ум приходит только подача воды в топку паровоза. Была такая технология.
ТС, если тебя не устраивает правда - это повод скрывать каменты?
В классический не знаю, а в природный она вовлечена весьма эффективно - в процесс фотосинтеза.
Откуда вы такие умные лезете. Это крайне не эффективный процесс, он существует благодаря "дармовой" энергии термоядерного синтеза Солнца.
Ну и что, что дармовая энергия от Солнца? Пофиг на это. Поскольку её можно принять за постоянный неистощимый энергоресурс.
И на проценты тоже пофиг. Зато на наращивание биомассы не нужно тратить китайский уголь (который уже при одном поколении показывает признаки истощимости) как на производство солнечных панелей.
А про том, что мы тратим много дешевой энергии. Как показали "игры" в биодизель из рапса, он требует дотаций. А иначе слишком дорого. И при этом нужно еще удобрения которые делают из газа.
Человечеству исключительно на энергии солнца не сохранить нынешний технический уклад.
Не жгём, а жжём. Дальше можно не читать.
Вода это оксид водорода. Причем у нее ковалентная связь, она условно говоря "самая прочная" и требует при прочих равных большое количество энергии для ее разрыва.
По этому - забудьте.
Вода хороший растворить, на этом все.
ЗЫ. Вроде не "поколение ЕГЭ" как любят кичится многие. А базовые вещи из курса школьной химии не знаете.
Не знал бы,- не спрашивал.
Энергобаланс реакции положительный (первые две строки):
А сами продукты реакции, - обычные горючие газы, которые тоже дают энергию.
Энергобаланс первых двух строчек, безусловно, положителен. Энергия высвобождается, а не тратится.
Для пущего эффекта добавьте третью строчку - энергобаланс сжигания молекулы метана без недостатка кислорода. И сравните цифры.
А почему вы выкинули из энергобаланса водород и угарный газ?
Я как раз и прошу химиков составить правильное уравнение энергобаланса не просто реакции, а установки, с учётом увеличения массы вступающих в реакцию веществ. А не только на моль.
Мне интересны конкретные цифры и формулы.
А вы вообще допускаете мысль, что ваши "мусорные" оппоненты с "мусорными" комментариями правы? Потому как с вероятностью, ассимпотически приближающейся к 100%, химик нарисует вам нулевой выигрыш энергии. Но вы его комментарий свернете и будете ждать другого химика.
Ценность CO и водорода - вовсе не в том, что они горючие газы, а в том, что они - ценнейшее сырье для химический промышленности.
Это известно. Но в контексте статьи это просто топливо. Предлагаю не отклоняеться от сути
Даже если принять эти цифры.
Прежде всего нам нужно "уравновесить" реакции по воде. А значит.
При сжигание одного моля метана мы получаем 2 моля воды.
Это значит. Нам нужно два моля метана для реакции с метаном. То есть.
519-206х2=107.
Теперь у нас есть водорода 3 моля.
Энергия его сгорания 285х3=855.
Теперь считаем сколько получили в сумме. 855+107=962.
Но потратили мы 3 моля метана. По вашим цифрам могли получить 1557.
А значит мы потеряли 595.
Вопрос нахрена? Городить сложно схему если проще и выгоднее просто жечь метан?
Имхо,Вы ошиблись.
НЯП принцип действия установки:
В левой части первого уравнения это вода полученная в первой ступени реактора в результате сгорания метана.
А вода в левой части второго уравнения это вода которую мы дополнительно впрыснули во вторую ступень реактора.
То есть имеем увеличение массы выступивших в реакцию веществ, а следовательно и энергобаланс поменялся.
У нас и так много воды, если мы кинем еще воду, то нам надо еще больше метана, Химия точная наука до безобразия.
Нет! Энергобаланс зависит от реакции. Реакция с поглощением или с выделением тепла. + в реальности эти реакции не равновесны. И значит их КДП еще меньше.
В конченым итоге "донором" всего этого праздника является метан. Если вам нужна энергия на порядок проще тупо его сжечь. Таким образом получают водород по той причине, что электролиз из воды еще более затратный процесс с меньшим КПД.
Про воду. Вот цифры которые всю это теорию в хлам разносят.
-285,83 кДж/моль
Воды на земле так много по той причине, что любые системы стремятся к минимуму энергии. И вода за счет образования ковалентных химических связей весьма хороша как "утилизатор" энергии.
А вообще вода может быть кроме всех известных ее форм, еще кристаллизованная и химически связанная.
Блин ещё один шизофреник, который глядя на работающую машину начинает "объяснять" что работать она не должна.
Тут все очень просто - закон сохранения. Все эти синтез газы -- мелкие фичи производственных процессов. Иногда выгодные ,иногда неизбежные своиства тех. процессов . В атмосфере фтора вообще вода -- топливо. Не ведитесь. И да, ослиная моча .!
На разрыв связей Н2-О потратишь не меньше, чем получишь от обратного процесса. Закон сохранения, камрады уже отметили. Тут возможен только вариант, что при трёхступенчатом сжигании можно понести меньше потерь, нежели при двухступенчатом. Но вот это надобно доказывать.
Чисто теоретически могут существовать катализаторы процесса. Тем не менее, маловероятно, что это будет дешевый и доступный материал из серии "зачерпни ведром в любой луже".
Платина, палладий, рутений.
Процесс горячий, поэтому износ.
Катализатор влияет на только скорость реакции, лишней энергии он не прибавит. Закон сохранения все-равно не обманешь.
При паровом риформинге, который используется в (https://aftershock.news/?q=node/679538) с небольшими дополнениями, даже чисто теоретически из воды получается только половина водорода. Реально, из-за необходимости дожигая угарного газа кислородом воздуха - большая часть водорода получается из природного газа, при этом существенная (особенно, в переводе на деньги) часть энергии природного газа теряется, а выбросы диоксида углерода никак не снижаются. Это привело к тому, что водород, полученный риформингом считается "фиолетовым" или "не достаточно зеленым". Таким образом - часть энерги теряется, а выбросы СО2 на единицу полезной энергии - больше, чем при простом сжигании природного газа. Поэтому паровой риформинг нигде в ЕС не рассматривается как способ уменьшения углеродного следа - только как способ получения водорода для производства удобрений и т.д.
Речь не о зелени. Пока не сворачиваю из за того что вы хоть частично уловили суть вопроса. Но это первое и последнее послабление. Пишите по сути статьи и заданных вопросов.
С хамами дела не имею, Вы слишком высокго о себе мнения - все равно ничего не поймете. Успехов в познании.
Пошёл в жопу, тупорылыш.
Во-первых - тяжелое психическое нрасстройсво - хамство, во вторых элементарно не можете контроллировать свое психо-эмоциональное состояние - это уже, скорее органическое поражение. К неврапатологу Вам надо.
И все-же, отчего такой каламбур - зелёная энергетика избегает зелёную генерацию. Буквально.
Ведь понятно, что нахаляву дармовой энергии не будет(вернее это возможно, но нужны принципиально другая физика, несовместимая с классической общей теорией относительности)
И вот ответ буквально очевиден, общедоступен и экологичен(и даже вполне экономически эффективен)
Но нет, нам нужно обязательно эльфийский мегагаджет в стиле "властелин колец".
На работе тоже один человек загорелся этой идеей. Тоже пришлось объяснить, что разложить воду на составные можно затратив ту же энергию, которую получаешь при обратном процессе
Реакция полного окисления, например, метана выглядит так:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + dH (энтальпия, или теплота образования)
По закону Гесса, теплота процесса dH (т.е., сколько тепловой энергии теоретически мы можем получить при окислении) зависит только от начальных и конечных продуктов и их физического состояния.
Получается, что по какому бы хитровыделанному пути мы ни проводили это окисление (сжигание) - с водой, без воды, с катализатором или без - больше, чем dH, мы тепловой энергии получить не сможем.
Поэтому самое простое и эффективное - просто сжечь метан (или любой другой углеводород) и не выделываться.
Получение CO, водорода, синтез-газа - совсем другая песня. К непосредственному получению тепловой энергии эти процессы отношения не имеют. Энергозатраты на эти процессы могут быть весьма велики, но технические решения имеются.
ИМХО, Вы ошиблись, и плохо понимаете тот самый закон Гесса, который для сравнения двух ветвей реакций требует одинакового количества веществ на входе ( или на выходе- не суть)
А в данном устройстве (если оно работает так как описано автором) в несколько раз увеличивается количество вступающих в реакцию веществ. А значит и уравнение энергобаланса становиться другим.
По сути установка позволяет сжечь не один килограм высокоэффективного и дорогого топлива, а четыре-пять менее эффективного, зато пять и почти задаром.
Энтальпия в хим. уравнениях всегда дается в расчете на единицу количества вещества - как молярная теплота (ккал/мол, кДж/мол).
В конце концов, окисление (сжигание) килограмма (или моля) метана до воды и CO2 всегда даст одну и ту же тепловую энергию. Независимо от путей превращения.
Если автор окислит в несколько раз больше метана, то и получит в несколько раз больше энергии. Масштабировать можно дальше сколько угодно.
Блин, вы не врубаетесь. В первом случае у вас килограмм метана, а во втором пять килограмм смеси. Энергию этих разных масс нельзя сравнивать так как вы сравниваете.
Ну если не в состоянии понять по входу, прикиньте по выходу.
Задайтесь одинаковым количеством кислорода в первом и втором случае, и просмотрите сколько джоулей получится.
Я поэтому и прошу помощи знающих людей потому что мне неделю все тонкости надо вспоминать, чтоб без ошибок энергобаланс написать.
Это вы не врубаетесь. Такие задачи во множестве решаются во вводном курсе физической химии на первом курсе химфака.
По закону Гесса стандартная теплота реакции dH0 определяется как:
Сумма (теплот образования конечных продуктов) - Сумма (теплот образования исходных реагентов) = dH0
В реакции все берется в стехиометрических соотношениях.
У нас исходные реагенты - CH4 + 2O2. Конечные продукты - CO2 + 2H2O. И это все. Все хитрые схемы в итоге сводятся к этому простому уравнению. Единственный окисляемый материал - метан, единственный окислитель - кислород.
Каким путем реагенты превратились в продукты, какие при этом участвовали иные вещества, какие возникали промежуточные продукты - для стандартной теплоты реакции не имеет значения.
Вы можете вообразить или на практике реализовать самые хитрые схемы реакций, с участием каких угодно катализаторов и вспомогательных реагентов.
И если эти реагенты вернулись из реакции в прежнем состоянии (поэтому не включены в уравнение реакции), исходные реагенты и конечные продукты всегда будут, как написано выше.
И теплота окисления 1 моля метана кислородом до CO2 + 2H2O всегда будет равна dH0
Вы странный. А воду то, и продукты её реакций вам кто позволил из уравнения выбрасывать? Реакции не расписаны, и совсем не факт что моль воды на входе-моль на выходе. И "лишнего" кислорода из воздуха не прихватили...
Вообще если вы хорошо помните химию и данный тип реакций, со всеми промежуточными веществами, напишите полный энергобаланс, по каждой ступени, буду вам благодарен.
А так ерунда какая-то получается...
А вода в этом процессе во что-то превратилась или в итоге осталась водой в том же количестве? Воду, образованную при окислении метана мы не учитываем - она входит в уравнение реакции.
Для расчета теплоты реакции мы берем только начальное состояние (метан + кислород) и конечное (вода + СО2). Все, что между ними , нас не интересует
Блин, вода в данном случае входит дополнительной массой, которая образует с дополнительным кислородом воздуха дополнительные продукты реакций. Нескольких реакци. На каждой стадии. Поэтому выбрасывать её из энергобаланса нет оснований.
И что вода в данной установке не инертное вещество доказывают два факта:
1 при впрыске воды температура установки не уменьшается.
2 при впрыске воды установка выходит на саморазогрев.
Я готов принять гипотезу что вода в данном каскаде реакций интерна и не участвует, если вы мне распишите всю цепочку уравнений с энергиями.
Согласен, что вода может как-то участвовать (и, видимо участвует) в процессе. Но суммарных химических изменений с ней не происходит. Сколько воды было на входе, столько и получилось на выходе. Потому что в итоговое нетто-уравнение окисления она не попала.
Честно говоря, расписывать все цепочки возможных реакций мне влом, потому что надо лезть в справочники и искать теплоты образования всех фигурантов процесса. Но что получится в итоге, известно заранее. Первое начало термодинамики не обдуришь, иначе бы мы имели вечный двигатель..
А вот это недоказанно. Ни из патента ни из роликов невозможно сделать однозначный вывод о составе веществ на выходе.
К примеру представим себе что часть впрыснутой воды диссоциирует. И кислород окисляет угарный газ, а водород окисляется дополнительным кислородом воздуха. Вот вам и прирост массы прореагировавшмх веществ, и дополнительно энергия, хотя по химии на бумаге будет всё в ноль.
В таком случае должны быть параллельные процессы, не ведущие в итоге к полному окислению метана. Тогда мы не можем сказать, что это процесс полного окисления метана.
Что это могут быть за процессы - хз. Но в любом случае мы должны иметь в виду, что единственный источник энергии во всех возможных процессах - это энергия окисления метана. Других источников просто нет, и дополнительной энергии взяться просто неоткуда.
Поэтому, если идут параллельные процессы, не учитываемые нами - они должны быть энергозатратны.
Из воды в данном случае (в окислительно-восстановительных процессах) никакой энергии выжать невозможно. Любое химическое превращение воды приведет к большим затратам энергии. Вернуть эту энергию можно будет, только вернув воду в исходное состояние.
Вообще то вы забыли что метан мной приведён лишь как пример.
Но не суть. Факт того что впрыск воды в топки кораблей, печи, ДВС и турбины при определенных условиях приводит к некоторому увеличению мощности двигателя, - это технический факт.
К сожалению эти устройства совершенно не приспособлены для сжигания воды и процессы, происходящие там малопонятны.
А данное устройство пытается это делать весьма высокоспециализированно. И результаты налицо.
В связи с этим и интересно разобраться как оно работает.
А как оно не должно работать все и так знают.
Где гарантия что данное устройство не использует реакцию окисления азота воздуха? Или иную экзотику?
Факт имеет место быть. Но это не имеет никакого отношения к теплотворной способности метана (т.е. к энтальпии реакции). А имеет отношение к кпд преобразования тепловой энергии в механическую.
Воду сжечь нельзя. Она и так сожжена до упора. Еще раз повторю - никакой энергии из воды в окислительно-восстановительных процессах выжать нельзя.
Окисление азота воздуха - чрезвычайно энергозатратный процесс.
Блин. Вас опять унесло от темы
Есть патент, есть объяснение автора, в конце концов есть работающая установка.
Вы хотите подумать, почему и как она работает? Тогда милости прошу к дальнейшему обсуждению.
Если нет, то ваше утверждение что теплотворная способность метана равна теплотворной способности метана принято и не в коем случае мной не оспаривается.
Честно говоря, не очень хочется разбирать и рецензировать очередное изобретение вечного двигателя. Пусть автор по-простому объяснит, откуда у него берется энергия, превышающая энергию окисления метана, если ничего горючего в системе больше нет? .
Что он еще в топку тайком подбрасывает?
Страницы